光学显微镜的技术篇1
-------关于素质教育下的生物实验教学问题
一、生物实验教学的目的、意义
中学生物教师在教学过程中必须注意到的三个问题：
1.对生物实验教学的正确认识
2.对理论教学与实验教学关系的理解
3.对学生的实验能力与理论知识掌握之间的关系的认识
生物实验所解决的问题：
1.生物体的结构（包括生物化学的结构、细胞器的结构、细胞的结构、组织的结构、器官的结构、系统的结构等）。
2.生命现象的内在本质（诸如植物种子的萌发、植物的光合作用、有性生殖的雌雄生殖细胞结合、动物的胚胎发育和胚后发育、生物的个体行为和群体行为等）。
4.生物体之间的相互关系（例如共生、寄生、捕食，食物网、生态系统、生物圈等）。
生物实验教学中教师所要做的：
1.what----------教师在实验中要叫学生做些什么?要解决什么问题?通过实验能更深刻的理
解和掌握那些相关的理论知识？
2.where--------在哪里做实验?所做的实验会在什么地方出现?哪些领域需要做生物实验?
3.when---------什么时候做实验?所做的实验在自然界什么时候、什么情况下发生？
4.why----------为什么要做实验？所做的实验能解决什么问题？
5.How----------如何（或怎样）做实验？用什么材料、什么仪器、什么实验设计做实验？除
了教师所提供的实验方法之外，还有没有更好的、更简单的、更有效的方法？
二、目前中学生物实验教学的主要内容
1.常用实验仪器的使用
2.常用实验药品和试剂的使用（包括一些简单实验试剂的配制）
3.生物实验材料的采集和培养（包括一些常见生物钟类的鉴别和鉴定）
4.各类、各种实验标本的制作（主要是指简单标本的制作）
5.生物野外实习（包括小样方内的动、植物数量统计与分类，污染环境中的污染物调查等）
6.生物绘图与生物摄影技术
三、作为一名合格的中学生物教师在实验方面应掌握那些理论知识
1.应关心现代生物科学技术的发展，注意各种媒体所提供的有关信息。
2.研究新兴生物技术所需的相关学科的理论。
3.思考生物科学技术发展将会带来的影响（这种影响有可能是正面的，也有可能是负面的）。
4.思考如何引导学生对生物学科产生兴趣（手段、方法、途径等）。
四、现代生物科学技术
1.进行生物科学研究的显微镜技术
①显微镜的结构原理
②显微镜的光学系统(基本光学参数、透镜的象差、光学系统)
③显微镜的种类（明视场显微镜、暗视场显微镜、相差显微镜、微分干涉差显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜）
④实验（Dna的光学显微镜结构观察、淀粉粒的偏光显微镜观察、显微摄影技术、显微照片的半自动定量分析）
2.电子显微镜技术
①透射电子显微镜
②扫描电子显微镜
③X射线微区分析
④扫描隧道显微镜
⑤电子显微镜在生命科学中的应用实例
3.超显微技术制样技术
①超薄切片技术
②实验（支持膜的制备、样品包埋块、超薄切片、染色）
③负染色技术
④分子生物学电镜制样技术
⑤电子显微镜细胞化学技术
⑥电子显微镜放射自显影技术
⑦冷冻复型技术
⑧免疫电镜胶体金标记法
⑨核酸分子杂交技术
⑩扫描电镜样品制备技术
4.超离心技术
①基本原理
②离心机的种类和基本结构
③超离心法
④超速离心在生物学中的运用
⑤实验
5.紫外—可见光分光光度法
①基本知识
②分光光度计的一般结构
③紫外—可见光分光光度计的特殊装置
④分光光度法
⑤生物大分子的光学特性
⑥实验
6.红外分光光度法
①基本知识
②基本结构
③红外光谱分析的试样制备方法
④实验
7.荧光分光光度法
①荧光分析的基本知识
②荧光分光光度计的基本结构
③荧光分析的影响因素及注意事项
④生物样品的荧光分析
8.原子吸收光谱分析技术
①
9.扫描显微分光光度法
①
10.气相色谱技术
①
11.高效液相色谱分离分析技术
①
12.薄层色谱扫描仪
①
13.等电聚焦凝胶电泳技术
①
14.交变脉冲电场凝胶电泳
①
五、实验形式的研究
1传统的实验形式
2新型的实验形式
学生独立完成
学生互助完成
教师与学生共同参与完成
六、演示实验、实证实验、探究实验
光学显微镜的技术篇2
关键词：光学制造；制造公差；几何量；计量
中图分类号：o43文献标识码：a文章编号：
随着更小、更快、更高度集成的光学和电子设备的需求日益增加，存在许多具有挑战性的问题，在制造光学零件，例如，大尺寸，高数值孔径，大型非球面零件，对表面粗糙度、表面结构等要严格控制制造公差。三维测量不仅保证了光学产品的质量，也为制造过程的监测/控制提供了保障，是一项实用的技术。
1、微/纳米结构的三维测量
有多种技术可用于测量微/纳米结构，包括成像方法和非成象方法。每种方法都有其优点一方面，但也有缺点在另一方面。光学显微镜作为最经典的方法，具有快速和容易使用的特点。其中有些是可以执行具有高垂直分辨率的三维测量。然而，由于光的衍射性质，光学显微镜的横向分辨率也是有限的。使用高孔径物镜和光源更短的波长是一种有效的方式，以提高其横向分辨率。扫描电子显微镜具有很高的分辨率，在下降到1.5时，使用的电子能量小于1千电子伏。但是，它必须在真空中进行，也缺乏三维测量能力，有时还具有破坏性。电子光学测量系统由低电压的扫描电子显微镜中一个大的真空室和一个300毫米x-y定位阶段控制的真空激光干涉建立起来的，早在1998年就已经出现。散射测量能够快速用于直接测量，但是，它需要先进的数学建模工具和数据评估系统，以解决其存在的问题，其中的几何形状的三维结构是必备的知识。系统的概念是可变的和通用的，所以，可以执行许多不同类型的测量，例如，经典的散射仪，椭偏散射仪等。扫描探针显微镜技术允许直接测量三维形状的纳米结构，既具有高的横向和垂直分辨率，也不具有非破坏性。
1.1计量大范围显微镜
Spm通常有一个小的扫描范围内，一般为几十微米。这一方面极大地限制了其进一步的应用。为了延长测量量，以及提高校准能力，计量大范围原子力显微镜的出现使测量体积达到25mm×25mm×5mm。将待测量的样品沿z轴方向放置在2μm的z压电阶段。z压电阶段的延伸是由嵌入的电容式传感器具有亚纳米分辨率进行测量的。机械地安装在一个三维（3D）机械定位阶段的运动平台的z压电阶段，简称为纳米测量机。nmm的运动平台包括三个高精度的彼此正交的平面镜和一个反射镜角。三个嵌入式零差干涉仪是用来测量运动平台的位置相计量帧的，分辨率为0.08nm。自制一种新的原子力显微镜头，被机械的固定在微晶玻璃柱上。三个干涉仪的测量光束的交点处位于悬臂尖端位置。在这种方式，测量原理得到满足。在nmm的z压电阶段的详细描述中也介绍了其他方面。
1.2层厚度的测量
涂层是一个重要的光学部件的制造过程。光层的厚度和均匀性，需要精确地测量/控制中。有多种技术可用于层厚度的测量，包括光学显微镜，反射计和椭圆仪。其中，椭偏仪的主要应用的方法之一是能够表征薄膜厚度的单层或复杂的多层。它可以实现极高的测量稳定性。然而，它的测量不确定度大，对系统会产生一定的误差，因此该仪器的校准是一个关键问题。
1.3侧壁结构的测量
光学结构的侧壁特性，可能会影响光学部件的性能。例如，在光波导和菲涅尔透镜，大型侧壁的粗糙度将导致高光散射造成的损失。侧壁结构的测量是比较困难的。尽管目前由多种显微技术弧测量微纳米结构，但是几乎所有的技术在侧壁测量时都会遇到问题。如图1示例，原子力显微镜（aFm）和触针的探针通常有一个尖与锥体或圆锥形状，在图1（a）中，触针永远不会靠近侧壁。在光学显微镜和电子显微镜下，图7（b）中由于在侧壁或侧壁之间存在多重反射的反射差导致测量比较困难。在以往，通常采用破坏性切割来测量结构的侧壁。
（a）原子显微镜和轮廓仪（b）光学显微镜和电子显微镜
图1传统测量技术在测量侧壁中的遇到的问题
1.4未来纳米结构的三维测量
虽然大多数原子力显微镜结构提供完美的3D视图，但它们不是真正的3D测量仪器，这是由多种因素引起的。首先，几乎所有的原子力显微镜探针具有圆锥形或锥体形状，具有陡峭的侧壁，这是不能够测量三维形状的结构，如图1（a）所示。其次，正常的原子力显微镜适用于沿z轴的伺服回路保持的前端样品相互作用常数。在测量时可能会遇到困难，例如，垂直结构。第三，正常的原子力显微镜测量表面像素平等的横向距离。
2、形状计量
光学部件的形状误差的对光学系统的性能有着显著的影响作用。由于对光学系统对性能要求非常高，也使得光学部件的几何量计量变得越来越有难度。例如，在先进的光刻机或同步反射镜透镜的制造中，制造公差变低，甚至下降到纳米级。在这些光学制造过程中，越来越多的是减少光学像差和减少光学元件的数量，而不是球面透镜的非球面镜片强度。
在多种可计量形式中，光学干涉是最常用的计量方法之一。在它的配置中，从测量表面反射的波阵面与从参考反射镜反射的波阵面进行干涉。波阵面的差异也就是参考和测量表面的形式之间的差异，通过内插的干涉条纹可确定。迈克尔逊干涉仪或菲佐型强麦都比较适用。光学干涉有诸多的优点，如可以结合而为城乡对测量速度进行提高，不确定性低，操作简单等。采用2D光学干涉测量非球面结构时，如直接采用计算机产生全息图的剖面是，是一种广泛使用的仪器，用于测量光学零件的轮廓和形式。许多不同种类的传感器，包括非接触式光学传感器和手写笔传感器与干涉轮廓仪相比更加灵活，能够适用与不同形式的测量。
3、结束语
三维测量技术在实际应用过程中不仅保证了光学产品的质量，也为相关制造过程提供的监测/控制依据。本文介绍了一些三维测量的研究，以支持光学制造。计量大范围原子力显微镜，真正的3D原子力显微镜适用于多功能三维测量微/纳米结构。
参考文献
[1]曹利波.谈谈基准面的选择在几何量计量中的重要作用[J].计量与测试技术,2009(11).
光学显微镜的技术篇3
关键词：显微镜长度计量影像法
长度计量是将被测对象与已知的、标准的长度进行对比，确定被测目标度量值的一个过程。早期的长度测量主要借助机械工具进行，如游标细分测量、螺纹放大测量等。之后随着光学精密仪器研究的深入，多种光学装置和技术逐渐被应用到长度测量中，如自准直、显微镜、光波干涉等。这些技术和装置的应用极大的拓展了长度测量的领域，使得小型复杂形状对象的测量实现成为可能。显微镜可以对复杂被测对象的长度、角度以及螺纹等进行高精度测量，是长度测量中应用最为广泛的测试仪器之一。
1.显微镜的发展
显微镜出现于二十世纪二十年代，其可以有效提高对象的显示分辨率，大数值孔径的物镜和短波长的照明光源配合使用可以获得更高的放大倍数和分辨率。使用可见光进行测量的光学显微镜存在一个分辨率极限，即光源波长的二分之一，但是后续出现电子显微镜、超声显微镜等则可以突破该极限，进一步提升测量的精度。
依照成像原理对现有的显微镜进行分类可将其分为光学型、干涉型、共焦型以及扫描型等；依照载体波长对现有显微镜进行分类可将其分为基于可见光的显微镜和基于不可见光的显微镜两类；依照工作方式又可将显微镜分为近场和远场两类。
1.1传统光学显微镜
该类型的显微镜在对被测对象的长度进行测量时不会造成损伤，且对象的状态、材料、温度、透明度等属性都不会对测量结果造成明显影响，因而光学显微镜的应用环境非常广泛。用于测量的显微镜如干涉显微镜、工具显微镜、测量显微镜等可以对工业生产领域的多种长度或其他度量单位进行测量。
1.2超声显微镜
该类型的显微镜使用超声波来替代可见光源对目标对象进行测量。测量所使用的超声波在接触到目标对象时会发生相互作用而出现折射、反射以及衍射等现象，这些现象可以生成具有目标对象结构和特征的参数信息，显微镜接收到相关信息后即可进一步地进行处理，实现声成像。
1.3电子显微镜
该类型的显微镜使用超长波长的电子束作为载体对被测目标进行参数测量，其分辨率可达到0.1nm。依照工作方式不同，可以将当前所使用的电子显微镜分为扫描式和投射式两类。
扫描式电镜在对目标进行参数测量时会将电子束聚焦后以扫描的方式垂直照射到被测物体中，之后在目标对象的背向对散射电子和二次发射电子相关信息进行检测即可获得目标对象的形貌衬度像。
透射式电镜则是利用电子束在外部磁场或电场环境下会出现偏移或弯曲这一现象对目标对象进行检测，进而形成电子束透射后的像。
1.4X射线显微镜
该显微镜使用X射线对目标物体进行照射，获取目标对象的相关参数。相较于电子显微镜来说，其最大的优势在于不会破坏生物细胞的活性，因而X射线显微镜在生物医学领域具有广泛的应用。
2.显微镜可实现的长度计量种类
2.1对几何尺寸的测量
在测量具有几何尺寸的对象时可以使用测量显微镜，其测量精度可达微米量级，既适用于小型对象的测量，又可适用于大型对象的测量。
2.2对表面形貌的测量
表面形貌是长度计量的一个分支内容，应用光切显微镜和干涉显微镜可以实现工件表面粗糙度的测量。随着Stm和aFm技术的应用，现代显微镜还可以实现非接触、高分辨率的对象表面结构与成分测量。
2.3对线宽和掩模的测量
使用共焦镜可以为高集成度、小尺寸的对象进行线宽计量与掩模计量。计量时，测量时激光通过长焦透镜形成发散光束，之后短焦物镜对所生成的发散光束进行汇聚，并将其透射到目标对象表面，反射回来的光束结构分光镜和小孔光阑后即可被显微镜接收，接收信号的大小即可用于分析被测对象的表面高低变化。
3.基于显微镜的影像测量法
影像测量法是显微镜长度计量中所使用的常用方法之一，其将目标对象放置在照明装置的光路中，光源经过系统照射到目标对象表面后会形成反射、透射、折射等进入到主镜头中，在此基础上使用显微镜观察主镜头中的米字刻线重合度即可确认长度计量的结果。
测量时需要注意焦距、光圈直径、工作面与定位基准的垂直度以及对线等几部分控制要素。
聚焦精度的大小会直接影响到测量结果的精度。在对对象进行聚焦时可以先使用目镜进行视度调节，以可以清晰看到分划板的刻线为宜；然后在将显微镜调焦到视测面上，同样以清晰看到物体轮廓为宜；为保证测量结果的精度，还需要确保分划板、刻线、目标对象处于同一聚焦面。
光圈直径在测量光滑圆柱或螺纹对象的长度时具有重要作用。其大小需要根据被测对象进行具体选取。
工作面与定位基准之间的垂直度在厚边缘对象的长度测量中具有重要影响。确保两者之间维持垂直性可以有效缩短测量时间。
对线对于测量读数具有重要影响。目前常用的对线方法有间隙对线法和重叠对线法两种。前者适用于角度测量，因而在长度计量时不能采用该方式；后者适用于长度测量，其使用米字线的许仙进行对线，确保米字线能够与影像的边缘重叠，这样既可以从显微镜中读出压线多少，还能够读出测量长度结果。
总结
使用显微镜对目标对象进行长度测量可以获得分辨率和精确度较高的测量结果，但是在实际测量中需要根据测量环境以及测量对象选取适当类型的显微镜和有效的测量方法。
参考文献：
[1]王玲.工具显微镜的测量技术[J].工业计量，2003，1：025.
[2]王蔚晨，何冬琦，莫伟平，等.显微镜的发展及在长度计量中的应用[J].中国计量，2009，14（1）：58-61.
光学显微镜的技术篇4
关键词：紫外；微透镜阵列；组合多层镀膜与剥离
中图分类号：tn43；tn23文献标识码：adoi：10.3969/j.issn.10055630.2012.02.013
引言
紫外凝视成像器件（Fpa）要求具有探测灵敏度高、重量轻、体积小，但由于复杂的读出电路使得探测器有效光敏面的占空比即填充因子小于1，从而限制了探测器的性能。利用微透镜阵列作为聚能器件与探测器耦合，可以有效地改善探测器的性能。微透镜阵列是一系列直径在10～1000μm之间的微小透镜在基板上按照一定形状排列形成的阵列。这种技术在上世纪90年代就开始运用在红外探测上了，并有效地提高了红外成像阵列的探测性能[13]。
近年来，紫外探测器在军用和民用领域的应用越来越广泛，各国对其的研究也越来越重视。在军事上，导弹预警、制导、紫外通讯、生化分析等方面都有紫外探测的需求。在民用上，广泛应用于明火探测、生物医药分析、臭氧监测、海上油监、太阳照度监测、公安侦察、紫外树脂固化、燃烧工程及紫外水净化处理中的紫外线测量、火焰探测等领域。紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后的又一军民两用光电探测技术[4，5]。
紫外光电系统迫切需要大规模高性能的紫外成像器件。为此文中针对背照式紫外成像器件的紫外辐射从其背面入射的这一特点，通过将紫外成像器件与微透镜阵列单片集成，以解决紫外成像器件与微透镜阵列混合集成存在的光辐射损失大、可靠性低、工艺重复性差等问题。
1紫外微透镜阵列的设计
衍射微透镜阵列与紫外Fpa的集成如图1所示，通过微透镜对光的会聚作用，提高Fpa对光的利用率。
二元位相型衍射微透镜是基于菲涅尔波带片的傍轴衍射原理设计，是将菲涅尔波带片制备成闪耀的相位结构。
但是由于连续面型的衍射微透镜难于加工，目前都用多台阶结构来近似连续面型结构，台阶数越多其衍射效率就越高。在许多应用场合中，当微光学元件的特征尺寸为波长量级或亚波长量级，刻蚀深度也较大，标量衍射理论中的假设和近似便不再成立，必须采用严格的矢量衍射理论。当元件的特征尺寸大于波长时，衍射与偏振态无关，光的性质与入射角、波长基本无关，文中正是应用标量衍射理论来设计微透镜阵列[1]。
微透镜阵列的一级衍射效率可以表述为
2微透镜阵列的制备
目前，制作二元光学器件的方法很多，如灰阶掩模板法、光刻法、激光热敏加工法、金刚石车削法、准分子激光加工法等。这些方法存在一系列的譬如工作温度高、设备昂贵、工艺兼容性差、成本高等问题。考虑到在紫外波段，表面浮雕结构的深度为纳米量级，现采用组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备衍射微透镜的表面浮雕结构。
组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备衍射微透镜阵列的步骤如下：（1）利用光刻技术直接在背照式紫外探测器芯片的光入射面制备光刻掩模图形；（2）采用镀膜方法在具有光刻掩模图形的表面沉积膜层；（3）将具有膜层的芯片浸入去胶剂中，浸泡3～5min；（4）通过摇晃或超声震动，将光刻胶上的膜层和光刻胶去除干净，上述工艺完成，可获得2台阶的表面浮雕结构，如图2（a）；（5）通过一次重复（1）到（4）的工艺步骤，可获得所需4台阶的表面浮雕结构，如图2（b），通过两次重复（1）到（4）的工艺步骤，可获得所需8台阶的表面浮雕结构，如图2（c）；（6）最终将具有衍射微透镜的紫外成像阵列芯片用去离子水清洗1～2min；最后用高纯氮气吹干。图2就是采用组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备8台阶衍射微透镜阵列[9]的流程图。
应用JC5003/D型磁控溅射镀膜设备，在衬底温度不超过80℃的条件下制备Gan膜层，实验中光刻胶为aZp4620。在制备工艺中发现，涂光刻胶时，在不影响均匀性和分辨力的前提下，光刻胶越厚越好，这样容易剥离不需要的Gan膜层。此外，曝光时一定要保持曝光充分，以确保显影时能够显示清晰的图形。当微透镜台阶深度比较大时，曝光量小于曝光阈值的区域就比较小，所以微透镜面形失真的区域比较小。而当要制备的微透镜台阶深度较小时，抗蚀剂表面曝光量小于曝光阈值的区域就变得非常大，显影结束后微透镜面形失真的区域将大大降低对光的调制能力。
通过上述的设计方法和工艺技术，制备了用于128×128紫外Fpa的衍射微透镜阵列，其中焦距为178μm，中心距为50μm，环带数为2，台阶数为8，中心波长为350nm。其显微照片如图3所示。
组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺技术整个过程简单，薄膜厚度可精确至纳米级，精度高，操作方便，重复性好，实用性强，较之目前市场上譬如灰度等级掩模与刻蚀，激光束辅助加工技术等有不可比拟的优势。由于这种工艺方法的膜层厚度可精确到纳米级，深度误差对衍射微透镜的影响不大。因此，制备主要有两种误差：线宽误差和对准误差。（1）线宽误差。产生的原因主要有：不准确的曝光量导致线条
线宽变化；剥离工艺不完整引起的线宽变化。光刻应该注意基片的抗蚀膜平面必须保持平整，局部变化
高度应小于焦深范围。否则，刻线会明显出现局部离焦导致曝光不足，局部线条不清晰[9]。线宽误差对衍射效率影响较大，尤其是第一次套刻，所以必须严格控制第一次套刻时的线宽误差。（2）对准误差。它是在掩模图形多次转印过程中由于掩模版之间的对准误差而引起浮雕轮廓相对理论设计轮廓的偏差。其中以对准误差对衍射效率的影响最大，制备过程中控制好套刻中的对准误差尤为重要[10]。
3光学性能的测试
3.1衍射效率
4结论
文中从提高紫外成像器件的探测性能出发，用标量衍射理论设计了中心波长为350nm的128×128衍射微透镜阵列。提出了一整套以组合多层镀膜与剥离技术为主的制备衍射微透镜阵列的工艺方法。用组合多层镀膜与剥离的工艺方法制备了2环带8台阶的衍射微透镜阵列。实验结果表明衍射效率可以达到86%。因此，将衍射微透镜阵列与紫外成像探测器集成可以较好地提高成像器件的整体性能，有利于加大民用和军用领域的紫外应用。
参考文献：
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[5]李晓明，华文深，吴先权.紫外光通信大气传输特性及理论模型探讨[J].光学仪器，2011，33（3）：90-94.
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光学显微镜的技术篇5
关键词：多媒体；视频；数码技术；显微组织；实验教学
中图分类号：G642.4文献标识码：a文章编号：1006-4311（2014）07-0280-02
0引言
多媒体、视频、数码技术这些现代化科学技术术语对我们来说真的是不再陌生了，它在各个行业中被广泛的应用着并且为人类的科学进步做出了巨大的贡献。怎么样利用这些先进的科学技术为我们的实验教学服务、改进实验教学方法和手段、提高实验教学水平是我们这些实验教师的责任和义务，如果还是抱着过去的老一套的实验方法和手段，不利用现代的科学技术、方法和手段，那么我们就要落后，培养出来的学生也可能落伍跟不上时代的潮流和发展。
工科的人都知道工程材料的金相分析是非常难辨认和分析的，一个经过磨制好的金相试样在金相显微镜下观察，由于试样选择的腐蚀剂的不同、显微镜的放大倍数的不同、选择的位置不同其金相显微组织都是不一样的，就是同一位置我们看过之后也是很难交流的。所以，我们就力图找到一种好方法来解决这个难题。
1传统的金相摄影及暗示技术
我们开始研究怎么样把显微镜中看到的金相组织转化出来和大家一起观察，由于实验室的条件有限和当时的科学技术还没有发展到视频技术，所以，研究的效果不理想，只能通过金相摄影和暗室技术的方法看到金相图片，金相摄影时，照明光线照射到试样磨面上。由磨面反射回来的光线通过物镜、照相目镜、快门，到达照相机内的底片上，进行曝光。曝光时间与光源强度、光圈大小、滤色片、放大倍数、感光胶片、试样组织等因素有关。曝光时间可通过试验确定。在暗室里把胶卷装到暗盒里到金相室通过显微镜的摄影系统进行金相摄影，然后到暗室里取出底片，进行底片的显影、停影、定影、冲洗、晾干等过程出来金相的底片也就是负片。然后在利用印像机或放大机进行底片的暴光到相纸上，再对相纸进行显影、停影、定影、冲洗、上光、剪切等过程，才能完成一张金相图片。一张好的金相图片时间长、耗才大、技术性强。随着多媒体视频技术的发展，我们把视频采集卡应用到金相显微镜上把图象转到电脑上就可以多人观察分析金相显微组织，后来又通过投影仪投影到大屏幕上就实现了多媒体视频金相教学的效果，方便、直观。
2利用CCD进行图片采集
现在我们利用CCD图片采集系统连接金相显微镜和电脑，主要有金相显微镜、摄像头、采集卡、计算机、大屏幕及电源等组成，用相关的软件进行参数设置和数据采集，形成图像。也可以投影到大屏幕上，进行多人观察与分析。方便、快捷、一目了然；方便多人观察分析，也可以进行金相分析多媒体教学。由于采用数字化图像存储方式，便于网络传输。
3数码摄影技术在金相分析中的应用
随着数码摄影技术的发展和普及，传统的摄影方法被取代，数码摄影技术在金相分析中应用越来越多，光学金相显微镜、体视显微镜等都配制数码摄影系统，使呆板的、很难沟通的金相实验教学，变得生动、形象；教师和学生容易交流、容易沟通，大大提高了教学效果。我们还通过校园网把实验室的一些信息挂到网上方便学生有利于教学，如：实验教学大纲、实验讲义、实验报告、实验时间、实验地点、实验要求、注意事项、实验室开放时间、可共选做的实验等。学生有什么问题也可以通过网络发给实验室，和指导老师互动，如变动时间呀、有什么好的方法建议呀等。通过几年的实验教学实践，提高学生实验的兴趣，提高了实验教学质量，提高了学生的实践能力。
4结论
4.1通过改进实验教学方法，利用现代的科学技术、方法和手段进行实验教学，提高了实验教学的质量，培养高素质，有创新能力的应用型人才。
4.2工程材料金相显微组织分析采用多媒体视频实验教学方法实现了师、生共视，一目了然，方便了教与学；配合生动、形象的多媒体课件，提高了实验教学质量。
磨制好的金相试样放到视频金相显微镜的载物台上，通过摄像头、视频采集到电脑中，利用投影仪投影到大屏幕上实现了师生共视的效果，这样我们进行金相观察与分析就一目了然。利用软件还可以进行深层的测量，晶粒度尺寸的测量，组织组成物的测量等。认识了金相之后，学生就可以自己利用金相显微镜进行材料的显微组织的观察与分析了（配有相册和图片等）。
4.3金相显微摄影采用数码摄影技术的实验教学方法：省力、省时、方便、快捷。
过去传统的金相摄影利用照相机或暗盒通过金相摄影装置来完成然后要到暗室里去对底片进行显影、停影、定影、冲洗、凉干；在利用底片对像纸进行曝光印像或放像；在对像纸进行显影、停影、定影、冲洗、上光、切纸等工序，费时、费力、浪费材料。现在利用图像采集技术和金相摄影数码技术将图像传输到电脑通过拍摄、存储、查询、建立档案、排版到统一报告、打印等。取消了繁琐的暗室工作，方便、快捷，省时、省力。
科学技术就是生产力，培养开拓型、创新型人才也要靠先进的科学仪器设备和良好的教学方法。
参考文献：
[1]李满.如何正确辨析金相显微组织的形态成分[J].科技创业家，2013（24）.
光学显微镜的技术篇6
1247年，我国宋朝的司法鉴定专家宋慈出版了《洗冤集录》五卷，这是世界上最早的一部法医学著作。1598年，意大利医师菲德利斯发表《医生关系论》一书，主要论述了司法医学鉴定的一些方法，这是欧洲第一部法医学著作。1642年，德国莱比锡大学首先开设系统的法医学讲座；1782年，柏林创办了第一份法医学杂志，从此法医科学初步形成它自己独立的体系。
无论是中国的宋慈，还是意大利的菲德利斯，或是同时代其他国家的司法鉴定专家，他们对各种证据和线索的分析都是靠自己的经验和肉眼来进行判断，不免会出现各种各样的偏差。当时一些法医专家已经认识到，要靠不带主观意识的仪器来分析证据。尽管在18世纪中后期，工业革命就在欧洲如火如荼地展开了，各种各样的现代化仪器也随之涌现，但是法医专家们并没有找到一件称手的工具，直到有法医注意到显微镜。
其实，显微镜与工业革命没有多少瓜葛。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出比较粗糙的原始版显微镜，用于给眼睛不好的人看小字本的书籍。1665年，英国生物学家胡克就开始制造出比较现代化的光学显微镜，并用它来观察大物体的内部构造或微小物体。此时，显微镜已经可以用来寻找犯罪现场的蛛丝马迹了。然而，当时的司法机构不像现在的司法机构那样关注新科学，显微镜也很长时间未能进入法医专家的视野。
之所以在上面提到胡克发明光学显微镜将近100年之后才发生的工业革命，是因为工业革命给各行各业带来了一种新的思潮，那就是不仅要利用机器来进行更加大规模的生产，还要用仪器来进行更加精密的研究。这种思潮自然对司法领域也有所触动，他们也得赶上这股时代的潮流，一些国家的司法机构开始鼓励司法工作者利用仪器来破案。于是，一些司法工作者注意到显微镜可以把罪证充分放大，从而出现一些我们肉眼看不到的痕迹，给破案提供了更加科学和可靠的线索。
究竟是谁第一个把显微镜引进到司法领域？现在已经无从查考。然而，从19世纪开始显微证据就开始在多个国家的法庭上被采用，相关研究成为了法医学中的一个重要分支――法医显微学。最初，法医们主要用显微镜来观察尸体的表面痕迹，比如俄罗斯法医赖丁格斯用显微镜观察自缢者和被他人勒死者的颈部索沟，以判断这种勒痕的差异以及形成时间。后来，法医们进一步利用显微镜来研究尸体的内部组织切片，以判断死者死亡前后的情形。随着分辨率的不断提高，显微镜的用途也越来越广泛。
一、比较显微镜
比较显微镜是一种特种光学显微镜，它从20世纪30年代问世以来，已经在司法领域得到了广泛的应用。比较显微镜不仅具有普通显微镜的放大作用，而且能用一组目镜同时观察到两个不同检测物体的显微图像，以此检查、分析和鉴别它们在形式、组织、结构、色彩或材料上存在的微小差别，达到鉴别、比较的目的。现代比较显微镜的功能集中了现代光学仪器的最新成果，与电子、信息、图像处理等高新技术结合使用十分方便。高倍比较显微镜配备图像监视器后，可以达到数千甚至数万倍的放大倍率。
比较显微镜在司法领域常常用于纸张、油漆、纤维等材料的对比分析，把罪证和可能来源的材料进行比较，最终发现材料的真正来源，以缩小案件的侦破范围。比如，某个凶杀案现场发现了一封敲诈信，法医通过经验判断出敲诈信用的是一种特殊的再生纸。为了确认这个判断，法医用比较显微镜观测敲诈信的纸张和商店出售的再生纸的纸张，发现两者的特征明显吻合。这种纸在该市销售的地点不多，通过刑侦人员的摸排，最终在数个嫌疑人中找到了真正的凶手。法医还利用比较显微镜观测了敲诈信上的字迹和凶手的字迹，发现两者特征吻合，敲诈信是凶手亲笔书写。
比较显微镜还可以广泛应用于检测文件复制品、假钞和文物赝品。不少犯罪分子或使用到伪造的身份证、护照、支票、学历证书，这些假货无论看起来多么逼真，在比较显微镜下都会现出原形。犯罪分子制造假钞、假画和假古董的技术越来越先进，光靠个人的经验往往难以识别，但是利用比较显微镜就可取得快速和明确的结果。
二、金相显微镜
某个消费者去某个商店买来一件价值数万元的黄金饰品，店家号称那是如假包换的千足金，结果鉴定专家却认为那不过是价值几百元的普通饰品。买家要把商家告上法庭，怎么证明买到的是假货？可以用金相显微镜来给出证据。经过检测，消费者所购买的黄金饰品只有表面镀了一层金，内部全是铅。
金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而分析出金属是哪一种成分，是单一金属还是合金。金相显微镜不但可以用于鉴定贵重的黄金、白金等饰品，还可以用于鉴定金属类的古董。比如工艺已经失传的大马士革刀现存数量很少，市场上出现了许多赝品。俄罗斯金属专家雅可布用金相显微镜鉴定出50多把大马士革刀赝品。雅可布说：“很多人来找我鉴定他收藏的大马士革刀，结果没有一件是真的，那些赝品连钢刀上的特殊花纹都难以仿造出来。他们用我的鉴定结果把那些欺骗他们的卖家告上了法庭，结果都胜诉了。”
金属的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化。因此，金相显微镜对空难、车祸、海难等交通事故的鉴定也有重要的作用，它可以用于鉴定这些交通事故中的金属部件，确认灾难是不是由于这些金属部件的损伤而引起的。在一些枪击案件中，对案发现场遗留弹头的金相显微分析，可以确认凶手所使用子弹的型号和来源，缩小侦测范围。
三、立体显微镜
立体显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”，在观察物体时能产生正立的三维空间影像。立体感强，成像清晰和宽阔，又具有长工作距离，并是适用范围非常广泛的常规显微镜。立体显微镜操作方便，直观，检定效率高。在工业上，立体显微镜往往用于电子工业生产线的检验、印刷线路板的检定、印刷电路组件中出现的焊接缺陷的检定、显示屏的检定等。
立体显微镜在法医学上应用主要是检测细微血迹和创口的形状。比如，在一些凶杀案中，凶手对现场的处理十分干净，往往发现不了任何血迹，甚至被害者身上也找不到创口。此时，法医会用立体显微镜对被害者的衣物和皮肤进行逐点式扫描，可能在很隐秘的地方或者很容易被忽略的地方找到罪证。对于有的谋杀案，没有明显内伤，也找不到创口，就可以用立体显微镜来查找是否有针孔等微小的创口。对于有的有明显刺伤的受害死者，也可以用立体显微镜扫描创口，不但可以清晰地看到创口的形态，而且可以查找到遗留在创口有关凶器的其他痕迹，比如油泥、油漆、煤灰等，分析这些痕迹可以缩小侦测范围。
四、偏光显微镜
偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质，在偏光显微镜下就能分辨得清楚。偏光显微镜的特点，就是将普通光改变为偏振光进行显微镜检测的方法，以鉴别某一物质是单折射性或双折射性。双折射性是晶体的基本特征，因此偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域。在生物学中，很多结构也具有双折射性，这就需要利用偏光显微镜加以区分。
偏光显微镜对法医来说也很有用，可以用来观察齿、骨、头发及活细胞等的内部结构，从而为破案提供线索。比如，用偏光显微镜可以观察毛发结构，并可通过分析人和动物毛发的结构来区分物种。对于不同人种、甚至同一人种中不同地区中的人，头发结构都有细微的差别，这样就可以分析受害者或凶手的种族。对于那些动物走私者，他们往往把受保护动物的毛皮伪装成普通的可以合法贸易的动物毛皮，有时居然能蒙混过关。然而，在偏光显微镜下，可以清楚地看到动物毛的内部构造，从而确认所走私的动物毛皮究竟是不是属于保护物种的。
五、原子力显微镜
原子力显微镜利用原子或分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌。它有一根纳米级的探针，被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上。当探针很靠近样品时，其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲，偏离原来的位置。根据扫描样品时探针的偏离量或振动频率重建三维图像，就能间接获得样品表面的形貌或原子成分，获得的显微图像精度很高。
原子力显微镜曾经用于案发现场毛发的分析，通过观测毛发的形态来确定受害者或嫌疑人的可能身份。近年来，我国广州暨南大学化学系和美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了原子力显微镜的新用途。他们利用原子力显微镜对血液中红细胞的型态进行分析，帮助法医判断死者的死亡时间。在法医科学的领域中，正确地判断死者的死亡时间，对于案件真相的厘清扮演着关键性的角色。判定死亡时间，多半是由具有解剖病理学专业的法医师来进行判断。
在原子力显微镜下，研究人员观测到暴露在空气中的红细胞所发生的变化。在12小时以内，样品产生了裂痕以及细胞萎缩。60小时后，萎缩的样品产生了小突起，而这些小突起会随着红血球暴露在空气中的时间增加而增多，因此这些小突起的数量就成了判定死亡时间的指针，可以根据相关公式推算出死者的死亡时间。
光学显微镜的技术篇7
【关键词】基层检验科；显微镜技术；检验技术
【中图分类号】R197.3【文献标识码】a【文章编号】1004-7484（2013）05-0779-02
显微镜是一种重要的检验设备，在病理学研究中广泛应用，是检验科不可缺少的重要设备，为疾病的诊断提供了新思路。近年来，随着医疗技术的不断发展，各类全自动血细胞分析仪、尿液成分分析仪在临床中的应用日益广泛，而显微镜往往被认为检查操作难度大或者检查时间长，不受检验科重视。在采用血尿常规分析仪进行分析过程中，忽略了显微镜形态学检查，导致漏诊现象。因此，加强显微镜技术的应用是检验科，尤其是基层检验科应重视的问题。本文就如何加强基层检验科中显微镜技术的应用作一综述，以飨读者。
1加强对显微镜技术的重视度
基层检验科管理人员应充分认识到显微镜技术对于临床诊断的重要性，熟悉检验医学的各专业，并明确专业特点以及发展方向等，深入分析其存在的问题等。应根据科室实际情况指导显微镜检验。显微镜下的形态学检查除涉及体液、血液以外，还涉及了微生物以及免疫学等方面的内容。例如在诊断由高菌群失调所引起的腹泻中，通过显微镜直接涂片以后，即可快速作出初步鉴别。进行分泌物的培养时，在接种之前进行涂片染色检验，当发现阴性杆菌或者革兰阳性球菌时，即可报告临床，临床医师便能够有目的性地选择用药，从而为患者的治疗争取时间。因此，基层检验科管理人员应重视显微镜技术的应用。
2完善显微镜管理制度
显微镜具有结构复杂、技术先进、测试精度高等特点，对环境的要求较高。因此，应制定并完善相关的仪器管理制度，以确保其完备率，有利于提高显微镜的检测准确性。在实际管理工作中，应根据本单位的实际情况以及相关规定，制定并完善科室显微镜专项管理办法，对显微镜的选购、建档以及使用操作等制定明确的准则，并明确人员职责，确保显微镜技术的应用有章可循。同时，应建立科室显微镜管理负责人制度，由专人负责管理，并严格相关操作规程，要求使用人员认真、翔实地填写使用管理登记簿，包括使用记录、使用人及运行情况等，并提高相关负责人的责任心。
3加强检验人员的业务培训，提高显微镜检验技能
应加强对检验人员的显微镜专业知识教育，使所有检验人员均认识到显微镜形态学检查的重要性，并牢固树立起以患者为中心的工作理念，明确检验质量对于临床诊断及治疗的作用。加强显微镜检查技术，避免发生假阳性或者阳性漏报等情况。可组织经验丰富、责任心强、组织协调能力较好的检验人员指导低年资、检验水平相对较低的检验人员进行实践学习，并不断总结经验，提高显微镜检验基本功。定期组织科室人员学习显微镜知识、最新研究进展以及应用效果等，总结并分享显微镜技术应用经验；积极开展科室内关于显微镜的学术活动，以深入探讨显微镜的临床应用，并提高检验技术人员对于显微镜及显微镜技术的认知，全面提高检验科全体人员的综合素质，以提高显微镜检测准确性。
4加强显微镜的日常维护保养
显微镜在使用过程中受各种因素的影响，容易产生设备故障，影响检测的准确性。加强其日常维护保养，可有效减少或者避免偶然性事故的发生，以确保显微镜性能的稳定性以及可靠性。首先，应确保显微镜的工作环境良好，以免不良环境条件影响其性能、测量可靠性以及寿命等。测试现场应严格防尘、防潮、防蚀、防热、防磁、防震等。注意保持仪器的清洁，并应严格按照显微镜的维护说明清洁显微镜。控制其存放环境的温湿度，通常温度在20-25℃左右，湿度在85%以下。同时应远离热源，并避免阳光的直射，以免仪器因光照射而老化、使用寿命缩短或者灵敏度降低等。使用或者存放显微镜时，均应避免接触酸碱等具有腐蚀作用的气体或液体，以免各元件被侵蚀。应在远离电磁干扰作用的工作台或者减震台上操作，以免影响显微镜的性能以及测量结果等。应定期进行计量鉴定或校准，确保检验结果的精确性。
5加强检验质量管理
显微镜检查项目均需进行镜检。在尿液干化学分析中，如显微镜复检中，蛋白、亚硝酸盐、白细胞等任何一项指标呈阳性，均应进行镜检。在进行血细胞检查时，对于任何一项异常提示，均应进行染色镜检，确保检测结果的可靠性。对于其他镜检项目，应明确镜检视野限度，确保不漏诊、不误报等。
近年来，各类血尿分析仪在临床检验中广泛应用，并取得了较大的进展，各类尿沉渣分析仪以及全自动血细胞分析仪等逐渐应用于临床。但这些仪器设备多只具备显微镜检查所具有的过筛作用，尚未达到显微镜的形态学检查效果。血尿常规检查中，形态学检查是临床检查的重点内容，也是临床诊断中最常用的实验室检查指标之一。形态学检查、分析是临床诊断某些疾病的重要依据，对部分疾病的鉴别、诊断以及治疗方案的选择等具有重要参考价值。因此，显微镜在检验工作中具有不可替代的作用。在应用血尿分析仪时，更应加强显微镜形态学检查，对于异常标本需要及时进行涂片镜检，避免误诊、漏诊。
总之，显微镜在医学检验中具有不可或缺的作用，积极推进显微镜技术在基层检验科中的应用，加强显微镜形态学检查的科学化、规范化以及标准化具有重要意义，同时，还可全面提高形态学检查水平，为临床诊断提供有价值的参考。
参考文献：
[1]黄自坤，方乐，姜碧霞等.显微镜观察药物敏感度检测技术在肺外结核诊断中的应用[J].中华传染病杂志，2012，30（7）：411-415.
[2]徐云峰，刘松坚.临床检验需重视显微镜的应用[J].中国疗养医学，2011，20（11）：1022-1022.
[3]李敬.显微成像在临床检测中的应用[J].河南职工医学院学报，2010，22（2）：168
光学显微镜的技术篇8
关键词：诺贝尔化学奖；显微镜；能力
中图分类号：G632文献标识码：B文章编号：1002-7661（2014）21-229-01
十一放假返校，校园里师生热议2014年诺贝尔奖，课余时间到办公室向教师咨询的学生也不少，这是一个难得的教育时机。其中的2014年诺贝尔化学奖与高一生物显微镜内容最贴近，如何因势引导借力诺贝尔化学奖给学生一次适时的教育，笔者决定以此为契机，草船借箭，以刚学的显微镜内容为载体，升华知识为能力，在高一掀起一次学习生物的小高潮。
在诺贝尔化学奖刚公布时笔者就在生物课堂上给学生布置任务：网上搜集2014年诺贝尔奖的内容，找出与我们高一生物所学知识最密切的奖项，用简要的语言概述该奖项，并写出该奖项给自己带来的体会，小组或班内交流，奠定了知识升华的基础。最后同学一致认为本年度诺贝尔化学奖与高一生物内容最贴近，并概括如下：斯特凡・黑尔（Stefanw.Hell）、埃里克・贝齐格（ericBetzig）和威廉・莫尔纳尔（williame.moerner）共同荣获2014年诺贝尔化学奖，获奖理由是研发了超分辨率荧光显微技术。
一、以观察工具每一次改进催生新的理论成果的史实，引导学生认识科学，增添学习动力
2014年诺贝尔化学奖与显微镜内容相关，这是学生感兴趣的地方，从肉眼看不到到放大300倍左右的简易显微镜到放大1500倍左右的普通光学显微镜，再到放大一百万倍左右的电子显微镜、荧光显微镜，观察工具的改进，拓宽了人类的视野，也取得了相应的理论成果，从发现并命名细胞到提出细胞学说再到现代分子生物学，人类的认识水平不断提升，说明对细胞本质的认识是随着显微技术、物理学、化学和生物科学等的发展而不断深入的。推动社会发展和科技进步是每位同学应尽的责任和义务，高中阶段是人生中最宝贵的时光，必须志存高远，热爱科学，学有所成，打下坚实基础。
二、以显微镜的正确使用来设置疑问，培养规范严谨的习惯
在显微镜的教学中通过设计问题串，引导学生多层次多角度分析问题，针对与显微镜相关的知识可以引导学生思考以下问题串：如何判断细胞死活，如何区分原核细胞与真核细胞的异同？结合学生生活实际引导学生思考：在腌制白菜的过程中，白菜形态在宏观上有什么变化？制作装片后，显微镜下观察白菜细胞在微观上液泡大小、颜色有什么变化？能否辨识原生质层，是否与细胞壁脱离？导致此现象发生的内部因素是什么？白菜腌制前和腌制后的细胞结构图有什么变化？制作临时装片对比观察并绘图。通过多角度设置疑问，引导学生在实验操作中动手又动脑，逐步养成实验操作中规范严谨的良好习惯。
三、以荧光显微技术为背景，培养学生查阅资料和对比辨析能力
结合2014年诺贝尔化学奖发明的荧光显微技术问学生：荧光显微镜属于电子显微镜还是光学显微镜？这时可适时的引导学生查找相关资料，通过查阅，学生发现荧光显微镜属于光学显微镜的一种，由于二者激发的波长不同，荧光显微镜与普通光学显微镜在结构和使用方法上也不同。这时再引导学生列表比较光学显微镜与电子显微镜的区别，通过差异点的比较，培养学生的辨析能力。
在用显微镜观察比较细胞中的叶绿体和线粒体异同时，学生尝试从分布、形状、材料选取、是否染色等多方面对比辨析，从宏观上学生有了深刻认识，再引导学生从二者的亚显微结构上比较差异，再对比辨析二者的功能的不同，进而得出结构决定功能的结论。
在学习渗透作用内容时，让学生将动物细胞与成熟的植物细胞发生的渗透作用作对比，比较二者发生渗透作用的相同点和不同点。在比较后有学生发现植物细胞失水或吸水后体积没有明显的变化，对比辨析生成了问题，引导学生再次观察二者细胞结构特点，得出植物细胞壁的伸缩性小的缘故。
四、以简化实验步骤为突破口，培养学生化繁为简的能力
显微镜是高中生物常用仪器，必须熟练使用，要将实验步骤要点化，易懂易记易操作，多次训练后学生动手操作才会规范。学生在操作高倍镜观察标本时常常动作迟缓效果差强人意，主要原因是文字叙述内容多，学生抓不住要点，只有善于化繁为简才能抓住要点。比如高倍镜操作步骤简化为：找物像，移中央，换高倍，调清晰。观察制作的植物细胞临时装片时，操作步骤简化为：擦干净，滴中央，撕表皮，展平，盖缓放，染标本。实验步骤简化为操作要点后，简单扼要，易于理解记忆，规范了操作，提高了学生的动手能力，这些都得益于化繁为简能力的培养和训练。
五、以生物图引导学生读图说图，培养学生的图文转换能力
显微镜是高中生物重要的观察工具，课本上的许多图形都来自光学或电子显微镜。结合显微镜来锻炼学生识图绘图能力，教学会收到事半功倍的效果。如观察各种细胞形态大小、观察植物细胞液泡和叶绿体的流动，让学生绘出细胞的示意图；绘制各种细胞器如叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网等的简图，加深学生对不同细胞器结构不同功能不同的理解。通过绘图，微观的图形变得直观生动，生物知识变得鲜活有趣，易于理解，易于接受，学生叙述时也变得轻松生动得心应手。在学习细胞增殖内容时，结合各时期特点和显微镜观察，让学生绘出各时期细胞的示意图，通过图文结合，有丝分裂各时期的特点呼之欲出，知识水到渠成。
2014年诺贝尔化学奖是众多科学家长期合作、不懈研究的科研成果，生物学习中需要培养合作学习能力，学习小组成员之间的紧密协作会带来更高的学习效率；还要学习科学家孜孜不倦，勇于探索，勇于创新的科学精神和科学品质，不断克服学习上的困难，不断超越自己。
光学显微镜的技术篇9
消化道恶性肿瘤是最为常见的恶性肿瘤之一，其起病隐匿，很多患者被确诊时已处于进展期，无论采用何种治疗方法，其5年生存率均不理想，因此早期诊断和治疗至关重要。消化内镜具有直观和清晰度高等特点，并可同时取活体组织进行病理检查，故早期诊断消化道肿瘤应首选内镜检查。但消化道早期肿瘤病变比较表浅，病变体积微小，很难与周围组织区分，诊断相对困难。如何提高消化道早期肿瘤的诊断率一直是消化科内镜医生面对的重要课题。
内镜窄带成像技术(narrowbandimaging，nBi)是近年来发展起来的一种全新的内镜下成像技术，其基于将光学透镜的光谱透射率带由宽变窄的原理，能最大程度地优化消化道黏膜表面微血管和腺体结构成像。nBi系统采用窄带滤光器，限定了光线尤其是红光和绿光的透过深度，使光线主要集中在黏膜表层，降低了散射，减少了不必要的中间色，使血管的走行突现出来；放大观察时更可充分显示黏膜的形态与腺管开口特点和血管的走行。因此nBi内镜，电子染色放大，突出优势在于能早期发现黏膜异常，从而提高靶向活检准确率。与色素内镜相比，nBi无须染色便可清晰观察黏膜腺管形态，因此称为“电子染色”；合并使用放大内镜可更清晰地显示黏膜组织发生的微小改变。
内镜窄带成像技术的主要临床用途是首先从较远的视野发现病变，确定病变范围，然后近距离放大下识别黏膜微细形态和毛细血管模式的改变，便于内镜下钳取活体组织进行病理检查，从而鉴别病变。内镜窄带成像技术的适用疾病主要有巴雷特食管(Barrett食管，即食管下端有不正常的柱状上皮覆盖)、早期食管癌及食管扁平上皮病变、胃黏膜肠上皮化生、早期胃癌和胃腺瘤、胰胆管及小肠肿瘤、结肠腺瘤、结肠早期癌及炎症性肠病等。
内镜窄带成像技术具有以下优点：①不需要内镜下喷洒对比染料，只需对内镜上的一个按钮进行简单的操作。②避免因染料分布不均匀或不规则而导致对病变判断的错误。③能够在传统内镜成像和nBi系统之间根据病情需要随意迅速切换，便于对病变处反复对比观察。④对黏膜微血管形态的显示具有独特的优势。⑤可以更容易发现普通胃镜难以发现的平坦型病变或微小病变，指导活检，提高癌前病变及早期胃癌的检出率。⑥操作过程简单，时间缩短，可减少患者检查时的痛苦。⑦图像清晰，可减少因操作而影响诊断的可能性。
内镜窄带成像技术作为一种新兴的内镜技术，其窄带光谱有利于增强消化道黏膜血管的图像，在一些伴有微血管改变的病变中，nBi系统较普通内镜有着明显的优势，已逐步显示出它在消化道疾病的诊断价值，成为内镜医生早期诊断消化道肿瘤和癌前病变的好帮手。
光学显微镜的技术篇10
目前国内厂家对直径检测有些仍停留在用量规或卡尺检测的水平上，存在检测速度慢、误差大、产品质量可靠性差等问题，不能满足现代生产发展的需要。从国际上看，美、日、英、德等国都先后研制和开发了各种不同测量范围、不同分辨率和不同测量精度的激光、光电检测系统，可以通过光电传感和非接触测量等先进检测仪器和设备，对直径进行测量。因此，我们国家也相继研究使用了激光、光电高新技术，尤其是光、机、电一体化技术，实现非接触式在线自动检测，以适应对批量生产的快速反应的要求。
CCD摄相器是70年代初发展起来的新型高精度、高灵敏度的光电转换器件，其灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、操作方便、易于推广等一系列其它光电成像器件不能比拟的优点，三十多年来，CCD技术在高精度、高效率、非接触测量中的应用已成为现代光电及现代测试技术中最活跃、最富有成果的新兴领域。在现代科学技术和工业技术的迅猛发展的时代，传统的直径测量方法已不适应工业的高精度、高效率的测试要求。随着高精度、高速、自动化测量要求的出现和不断提高，很多新的理论引入到测量仪器的中，出现了集“光、机、电、算”一体化设计的高精度视频显微镜。显微镜的发展很快，观察细微结构的能力也逐步提高，各种用途的显微镜也相继问世。视频显微镜是机械制造行业、科学研究机关及高等院校的计量部门或车间检查站广泛使用的一种多用途计量仪器。本文主要是基于视频显微镜对各种零件直径测量的研究，视频显微镜是采用CCD摄像机将被测轮廓发大成像在显示屏幕上，在屏幕上可实现精确的瞄准，并以光栅尺作为长度测量传感器，长度值采用数字显示，具有较高的测精度和操作效率。
视频测量显微镜是机械制造行业、科学研究机关及高等院校的计量部门或车间检查站广泛使用的一种多用途计量仪器。该仪器采用CCD摄像机被测轮廓放大成像在显示器屏幕上，在屏幕上可实现精确的瞄准。并以光栅尺作为长度测量传感器，长度值采用数字显示，具有较高的测量精度和操作效率。
仪器的用途十分广泛，其典型测量对象有：
1）测量各种成型零件如样板、样板车刀和各种成型零件或模具形状。
2）测量各种零件的直径、长度；或测量并通过计算求角度。
3）测量印刷电路板上的线条宽度、距离和元件焊装孔的尺寸和位置。
4）测量钻模或孔板上孔的位置、键槽的对称度等形位误差。
有些型号的视频显微镜还可以与计算机连接，利用二维测量软件可以实现坐标点或图像采集并将其处理形成直线、圆、圆弧等元素，进一步可以求取各元素的位置、角度等形为误差以及各元素的距离、交点等相关要素。测量结果可与aUtoCaD
软件进行通讯，为计算机辅助设计提供准确的测绘图形。该软件为选购件。
1涉及的关键技术
1.1CCD摄像技术
电荷耦合摄像器件就是用于摄像或像敏的CCD（Charge―Coupled―Devices），又简称为iCCD。它的功能是把二维光学图像信号转变成一维以时间为自变量的视频输出信号。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它大多数器件是以电流或电压为信号。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此，CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。用于图像接收的一般是CCD摄像器件。它有线型和面型两大类：二者都需要用光学成像系统将景物图像成像在CCD的像敏面上。像敏面将照在每一像敏单元上的图像照度信号转变为少数载流子数密度信号存储于像敏单元（moS电容）中。然后，再转移到CCD的移位寄存器（转移电极下的势阱）中，在驱动脉冲的作用下，使其从CCD的移位寄存器中转移出来，形成时序的视频传号。对于线型器件，它可以直接接收一维光信息，而不能将二为图像转变为视频信号输出，为了得到整个二维图像的视频信号，就必须用扫描的方式来实现。面型CCD是按一定的方式将一维线型CCD的光敏单元及移位寄存器排列成二维阵列，即可构成二维面型CCD。本文采用面阵CCD，它是二维的图像传感器，它可以直接将二维图像转变成视频信号输出。由于排列方式不同，面阵CCD常有帧转移、隔列转移和线转移和全帧转移方式等。
1.2精密位移测量技术
光栅尺是一种高精密的位移测量装置，由于其结构简单、分辨率高、价格便宜，从而广泛地应用于机械传动装置的线位移、线速度等静、动态运动参量的测量中。
光栅按工作原理分为物理光栅和计量光栅。物理光栅可做散射元件进行光谱分析及光波长的测定；而计量光栅的刻线较物理光栅粗，利用光栅的莫尔条纹现象进行位移的精密测量和控制。在测量线位移时，采用长光栅（或称为直光栅）；在测量角位移时，采用圆光栅（亦称为辐射光栅或光栅度盘），光栅尺即长光栅是计量光栅的一种。标尺光栅固定在导轨滑坐上，光源、指示光栅、聚光镜和接受器固定在导轨上，并可以随着导轨一起作位移运动。光源发出的光束经过照明系统后成为均匀的平行光照明主光栅。由于主光栅和指示光栅的相对位移而输出交变的莫尔条纹信号。此信号经光电接受元件转换成反映莫尔条纹特征的电信号并输出。在利用光栅进行实际测量时，电信号经电学系统处理后，实现数字显示。莫尔条纹：将两块计量光栅（通常称其中作标准器的一块为主光栅；另一块叫指示光栅）相互叠合；在保证适当的夹角和间隙时，就可以得到电光栅栅距大得多的黑白相间的干涉条纹，把它称为莫尔条纹图案。莫尔条纹的形成，实际上是光通过一对光栅（或称光栅副）时所产生的衍射和干涉的结果。莫尔条纹有横向莫尔条纹、纵向莫尔条纹、斜向莫尔条纹、光闸莫尔条纹等。光栅传感器测量位移主要是利用光闸莫尔条纹原理来实现的。
2测量系统的误差因素分析
2.1原理误差CCD的位移误差
主要是由于用这种方法进行测量时，应注意将被测物镜的摄影距离刻度值调至与测量时的共扼条件相对应的摄影距离上。
2.2CCD摄相器件引起的误差
1）CCD的暗电流和噪声影响测量精度。暗电流的大小是评价CCD器件好坏的重要指标。暗电流越大，信噪比就越小，对测量精度的影响就越大，CCD的噪声影响也如此。
2）CCD的像元间距为7，这个限制了系统精度的提高，要想获得高精度，可以采取细分措施。
3）CCD摄像器件在光电转换过程中的误差如：像敏单元的灵敏度、CCD电荷转移不完全、CCD的拖影等影响。此类误差对结果的影响不大，故可略计。
4）CCD的分辨率的影响，一般分辨率的参数可满足测量精度的要求影响较小。
2.3光栅尺引起的误差
根据设计原理和方案，光栅副带来的误差应从下面三方面考虑：
1）光栅尺刻划精度带来的误差；
2）光栅尺的面形精度带来的误差；
3）莫尔条纹信号质量带来的测量误差。
光栅尺带来的总误差（1）
2.4导轨导向精度引起的测量误差
1）导轨的倾斜度带来的误差；
2）导轨横向位移偏差带来的误差。
导轨带来的总误差（2）
2.5图象处理带来的误差
图象经程序处理后的边缘并不是理想边缘，再加上鼠标点击时人为误差，导致了精度的影响。
3结论
本文在探讨了传统的直径测量原理的基础上，开始对视频显微镜直径测量的阐述，以及视频显微镜结构原理与操作方法的研究，运用现代精密测量技术，对直径测量；测量系统中的关键技术的分析；测量系统的误差分析。
视频显微镜的测量系统测量精度高。在机械制造业、科学研究机关都有广泛应用。本文在理论上对其进行了验证，由于作者的水平和时间关系，尚有许多工作有待进一步完善和发展。目前测量系统还没有完全定标，当然要达到实用化程度还需要不断完善。总之，基于对视频显微镜直径测量的研究得到视频显微镜具有较高的测量精度和操作效率。
参考文献：
[1]林家明、杨隆荣，CCD摄像机技术的发展趋势及应用前景[J].光学技术，1999（6）：43―47.
[3]中国民族摄影协会编辑，照相机的发展简史[J].照相机，2002，4：11―12.